KR101380603B1 - 인덕터 - Google Patents

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KR101380603B1
KR101380603B1 KR1020120092360A KR20120092360A KR101380603B1 KR 101380603 B1 KR101380603 B1 KR 101380603B1 KR 1020120092360 A KR1020120092360 A KR 1020120092360A KR 20120092360 A KR20120092360 A KR 20120092360A KR 101380603 B1 KR101380603 B1 KR 101380603B1
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Abstract

본 발명의 실시 예는 인덕터에 관한 것이다.
실시 예에 따른 인덕터는, 일면을 갖는 기판; 상기 기판의 일면에 인쇄되고, 서로 이격되도록 배치된 제1 및 제2권선패턴; 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴을 전기적으로 연결하는 전도성 와이어; 및 상기 전도성 와이어의 일 부분에 배치된 스위치; 를 포함하고, 상기 스위치가 오프(off)되면, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 서로 다른 채널을 구성한다.

Description

인덕터{INDUCTOR}
본 발명의 실시 예는 인덕터에 관한 것이다.
고속 데이터 통신에 대한 수요 및 관심이 증가하면서, 저전력, 고속으로 동작하는 인덕티브 커플링 기술이 주목 받고 있다.
인덕티브 커플링은 서로 가까이 있는 인덕터 사이에 자기장을 생성하여 데이터를 전송하는 방식으로 인덕터의 크기와 모양 및 떨어진 거리에 따라서 그 특성의 차이가 심해진다. 따라서 효율적인 통신을 위해서는 상황에 따라서 채널을 변화시켜야 하는 경우가 존재하며 하나의 채널로는 여러 상황에 사용할 수 없다는 문제가 존재한다.
이전까지의 인덕티브 커플링은 단일 채널만을 주고 받는다. 하지만, 복잡한 채널구조인 현재 통신기술에서는 단일 채널은 효율이 떨어진다.
한국공개특허 제10-0995532호(공개일: 2010.11.15)
실시 예는 인턱턴스 값을 조절할 수 있는 인덕터를 제공한다.
또한, 실시 예는 단일 채널뿐만 아니라 다중 채널로도 동작할 수 있는 인덕터를 제공한다.
실시 예에 따른 인덕터는, 일면을 갖는 기판; 상기 기판의 일면에 인쇄되고, 서로 이격되도록 배치된 제1 및 제2권선패턴; 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴을 전기적으로 연결하는 전도성 와이어; 및 상기 전도성 와이어의 일 부분에 배치된 스위치; 를 포함하고, 상기 스위치가 오프(off)되면, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 서로 다른 채널을 구성한다.
여기서, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 상기 스위치에 의해 직렬 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 상기 스위치에 의해 병렬 연결될 수 있다.
삭제
여기서, 상기 스위치가 온(on)되면, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 직렬 또는 병렬로 연결되고, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 단일 채널을 구성할 수 있다.
삭제
실시 예에 따른 인덕터는, 일면을 갖는 기판; 상기 기판의 일면에 인쇄되고, 서로 소정 간격 이격되어 배치된 제1 및 제2권선패턴; 및 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴 사이에 배치된 스위치;를 포함하고, 상기 스위치가 오프(off)되면, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 서로 다른 채널을 구성한다.
여기서, 상기 스위치가 온(on)되면, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 직렬 또는 병렬로 연결되고, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 단일 채널을 구성할 수 있다.
삭제
여기서, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴의 인쇄 형상은 동일할 수 있다.
여기서, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴의 인쇄 형상은 서로 다를 수 있다.
여기서, 상기 기판은 직물 기판일 수 있다.
실시 예에 따른 인덕터는, 제1기판; 상기 제1기판의 상면 상에 적층된 제2기판; 상기 제1기판의 상면에 인쇄된 제1 및 제2권선패턴; 상기 제2기판의 상면에 인쇄된 제3 및 제4권선패턴; 상기 제1 및 제2권선패턴 사이에 배치된 제1스위치; 및 상기 제1 및 제4권선패턴 사이에 배치된 제2스위치; 를 포함하고, 상기 제1 및 제2스위치가 오프(off)되면, 상기 제1 내지 제4권선패턴 중 적어도 하나는 서로 다른 채널을 구성한다.
여기서, 상기 제1 내지 제4권선패턴들 중 적어도 둘 이상은 전기적으로 연결되어 하나의 채널을 구성할 수 있다.
여기서, 상기 제2 내지 제4권선패턴 중 적어도 둘 이상을 전기적으로 연결하는 전도성 와이어를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전도성 와이어에 의해, 상기 제2 내지 제4권선패턴은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제2 및 제3권선패턴 사이에 배치된 제3스위치; 및 상기 제3 및 제4권선패턴 사이에 배치된 제4스위치; 를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 내지 제4스위치 중 하나 이상이 온(on)되면, 상기 온(on)된 스위치들에 의해 전기적으로 연결되는 권선패턴들은 하나의 채널을 구성할 수 있다.
여기서, 상기 제1 내지 제4권선패턴의 인쇄 형상은 동일할 수 있다.
여기서, 상기 제1 내지 제4권선패턴의 인쇄 형상은 서로 다를 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2기판은 직물 기판일 수 있다.
실시 예에 따른 인덕터를 사용하면, 같은 방향으로 전류가 흐르기 때문에, 인턱턴스 값을 조절하여 데이터 전송속도, 전송거리, 전력 전달 효율, 에너지 소모 효율 등을 조절하는 이점이 있다.
또한, 단일 채널뿐만 아니라 다중 채널로 동작할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 인덕터.
도 2는 제2실시 예에 따른 인덕터.
도 3은 제3실시 예에 따른 인덕터.
도 4는 제4실시 예에 따른 인덕터.
도 5는 도 2에 도시된 제2실시 예에 따른 인덕터를 송신기와 수신기에 각각 적용시킨 경우를 보여주는 도면.
도 6은 도 3에 도시된 제3실시 예에 따른 인덕터를 송신기와 수신기에 각각 적용시킨 경우를 보여주는 도면.
도 7은 도 4에 도시된 제4실시 예에 따른 인덕터를 송신기와 수신기에 각각 적용시킨 경우를 보여주는 도면.
도 8은 도 4에 도시된 제4실시 예에 따른 인덕터를 송신기와 수신기에 각각 실제로 적용시킨 경우를 보여주는 도면.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다. 이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예들에 따른 인덕터를 설명한다.
<제1실시 예>
도1은 제1실시 예에 따른 인덕터이다.
도1을 참조하면, 제1실시 예에 따른 인덕터는 기판(100)과 기판(100) 위에 배치된 권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다. 또한, 기판(100)은 직물 기판일 수도 있다. 여기서, 기판(100)은 PCB와 직물 기판으로 한정하는 것은 아니다. PCB와 직물 기판을 대체할 수 있고, 그 위에 권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d)을 인쇄할 수 있는 모든 종류의 기판일 수 있다.
권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d)은 기판(100)의 상면과 하면 중 적어도 일 면 위에 인쇄된 것일 수 있다.
권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d)은 전기를 도통할 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있다. 여기서, 전도성 물질은 실버 페이스트(silver paste), 카본 페이스트(carbon paste), 탄소나노튜브 페이스트(CNT paste) 및 전도성 폴리머 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d) 각각은 나선형 구조를 가지며, 양 끝에 제1단자(210a, 210b, 210d)와 제2 단자(220a)를 갖는다. 나선형 구조의 권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d)은 기판(100)의 일 면 위에 시계방향으로 인쇄된 것일 수 있다. 여기서 권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d)은 시계방향으로 한정하는 것은 아니며, 반 시계방향으로도 인쇄된 것일 수 있다.
권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d)은 전도성 와이어(300)를 통해 서로 직/병렬로 연결될 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명하도록 한다.
권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d) 중 제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b)은 직렬 연결될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b)은 시계방향으로 인쇄되고, 제2권선패턴(200b)이 제1권선패턴(200a)의 일 측에 배치된다. 제1권선패턴(200a)의 제2단자(220a)와 제2권선패턴(200b)의 제1단자(210b)가 전도성 와이어(300)를 통해 전기적으로 연결되므로, 제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b)은 직렬로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제3권선패턴(200c)과 제4권선패턴(200d)도 전도성 와이어를 통해 직렬로 연결될 수 있다.
제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b)이 직렬로 연결될 때, 제1 및 제2권선패턴(200a, 200b)의 전체 인덕턴스 값(L12)은 제1권선패턴(200a)의 인덕턴스 값(L1)과 제2권선패턴(200b)의 인덕턴스 값(L2)의 합과 같다(L12=L1+L2). 마찬가지로 제3 및 제4권선패턴(200c, 200d)의 전체 인덕턴스 값은 제3권선패턴(200c)의 인덕턴스 값과 제4권선패턴(200d)의 인덕턴스 값의 합과 같다.
권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d) 중 제1권선패턴(200a)과 제4권선패턴(200d)은 병렬 연결될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1권선패턴(200a)과 제4권선 패턴(200d)은 시계방향으로 인쇄되어 있고, 제4권선패턴(200d)은 제1권선패턴(200a) 위에 배치된다. 제1권선패턴(200a)의 제1단자(210a)와 제4권선패턴(200d)의 제1단자(210d)가 전도성 와이어(300)를 통해 전기적으로 연결되므로, 제1권선패턴(200a)과 제4권선패턴(200d)은 병렬로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제2권선패턴(200b)과 제3권선패턴(200c)도 전도성 와이어를 통해 병렬로 연결될 수 있다.
제1권선패턴(200a)과 제4권선패턴(200d)이 병렬로 연결될 때, 전체 인덕턴스 값(L14)은 제1권선패턴(200a)의 인덕턴스 값(L1)과 제4권선패턴(200d)의 인덕턴스 값 (L4)중에서 가장 작은 개별 인덕턴스 값보다 작다(L14<L1, L14<L4). 그러므로, 병렬 연결된 제 1 및 제4권선패턴(200a, 200d)의 전체 인덕턴스 값은 개별 인덕턴스 값보다 작다. 마찬가지로 제2권선패턴(200b)과 제3권선패턴(200c)의 연결도 병렬 연결이 되기 때문에 제2 및 제3권선패턴(200b, 200c)의 전체 인덕턴스 값은 개별 인덕턴스 값보다 작다.
이와 같이, 제1실시 예에 따른 인덕터는 기판(100)의 일 평면 위에 복수의 권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d)이 직/병렬로 서로 연결되어 있기 때문에, 제1실시 예에 따른 인덕터의 전체 인덕턴스 값을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 따라서, 제1실시 예에 따른 인덕터는 전체 인덕턴스 값을 세밀하게 조절할 수 있으므로, 인덕턴스 값을 조절하여 데이터 전송속도, 전송거리, 전력 전달 효율, 에너지 소모 효율 등을 조절할 수 있는 이점이 있다.
<제2실시 예>
도2는 제2실시 예에 따른 인덕터이다.
도2에 도시된 인덕터를 구성하는 구성요소들 중, 도1에 도시된 인덕터를 구성하는 구성요소들과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 사용하였다. 따라서, 기판(100), 권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d) 및 전도성 와이어(300)에 대한 설명은 앞서 설명한 것으로 대체한다.
도2를 참조하면, 도2에 도시된 인덕터는 도1에 도시된 인덕터에 스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)을 추가한 것이다.
스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)은 권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d) 사이사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1스위치(400a)는 제4권선패턴(200d)과 제1권선패턴(200a) 사이에 배치되어 제4권선패턴(200d)과 제1권선패턴(200a)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 제2스위치(400b)는 제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b) 사이에 배치되어 제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 제3스위치(400c)는 제2권선패턴(200b)과 제3권선패턴(200c) 사이에 배치되어 제2권선패턴(200b)과 제3권선패턴(200c)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 그리고, 제4스위치(400d)는 제3권선패턴(200c)과 제4권선패턴(200d) 사이에 배치되어 제3권선패턴(200c)과 제4권선패턴(200d)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)의 구체적인 배치방법은, 전도성 와이어(300)의 일 부분을 절단하고, 절단된 일 부분에 스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)을 배치시킬 수 있다. 그리고, 스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)을 절단된 전도성 와이어(300)와 연결할 수 있다. 또한, 전도성 와이어(300) 없이 스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)을 직접 배치시킬 수 있다.
스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)은 기계식 스위치 또는 전자식 스위치일 수 있다.
기계식 스위치는 예를 들어 PIN다이오드, FET등 일 수 있다. 이러한 기계식 스위치는 수명이 짧고, 진동이 있고, 부피가 커지기 때문에 소형제품에는 알맞지 않다.
전자식 스위치는 예를 들어 GTO, BJT, MOSFET, IGBT 등 일 수 있다. 이러한 전력반도체 스위치는 수명이 길고, 소음이 없으며, 신뢰도가 높고, 부피가 작기 때문에 소형제품에 적합하다.
여기서, 스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)의 종류를 한정하는 것은 아니며, 이 밖에도 온(on)/오프(off)를 조절 가능한 스위치라면, 어떠한 스위치라도 사용 가능하다.
권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d)은 스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)의 온(on)/오프(off)에 의해 직/병렬로 연결될 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명하도록 한다.
제2스위치(400b)가 온(on)되면 제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b)은 직렬 연결될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b)은 시계방향으로 인쇄되고, 제2권선패턴(200b)이 제1권선패턴(200a)의 일 측에 배치된다. 제2스위치(400b)가 온(on)되면 제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b)이 서로 전기적으로 연결되므로, 제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b)은 직렬로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제4스위치(400d)가 온(on)되면 제3권선패턴(200c)과 제4권선패턴(200d)은 서로 전기적으로 연결되므로, 제3권선패턴(200c)과 제4권선패턴(200d)은 직렬로 연결될 수 있다.
또한, 제1스위치(400a)가 온(on)되면 제1권선패턴(200a)과 제4권선패턴(200d)은 병렬 연결될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1권선패턴(200a)과 제4권선패턴(200d)은 시계방향으로 인쇄되어 있고, 제4권선패턴(200d)은 제1권선패턴(200a) 위에 배치된다. 제1스위치(400a)가 온(on)되면 제1권선패턴(200a)과 제4권선패턴(200d)이 서로 전기적으로 연결되므로, 제1권선패턴(200a)과 제4권선패턴(200d)은 병렬로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제3스위치(400c)가 온(on)되면 제2권선패턴(200b)과 제3권선패턴(200c)은 서로 전기적으로 연결되므로, 제2권선패턴(200b)과 제3권선패턴(200c)은 병렬로 연결될 수 있다.
이와 같이, 제2실시 예에 따른 인덕터는, 기판(100)의 일 평면 위에 복수의 권선패턴들(200a, 200b, 200c, 200d)이 스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)의 온(on)/오프(off)에 의해서 다양한 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 따라서, 제2실시 예에 따른 인덕터는, 스위치들(400a, 400b, 400c, 400d)의 온(on)/오프(off)를 조절하여 전체 인덕턴스 값을 다양하게 조절할 수 있는 이점이 있다.
<제3실시 예>
도3은 제3실시 예에 따른 인덕터이다.
도3을 참조하면, 제3실시 예에 따른 인덕터는 제1기판(100), 제2기판(100'), 제1기판(100) 위에 배치된 권선패턴들(200a, 200b) 및 제2기판(100') 위에 배치된 권선패턴들(200a', 200b')을 포함할 수 있다.
제1기판(100)은 제2기판(100') 아래에 배치될 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 제1기판(100)은 제2기판(100') 위에 배치될 수도 있다. 또한, 제1기판(100)은 제2기판(100')의 일 측에 배치될 수도 있다.
제1기판(100)과 제2기판(100')은 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다. 또한, 제1기판(100)과 제2기판(100')은 직물 기판일 수도 있다. 여기서, 제1기판(100)과 제2기판(100')은 PCB와 직물 기판으로 한정하는 것은 아니다. PCB와 직물 기판을 대체할 수 있고, 그 위에 권선패턴들(200a, 200b, 200a', 200b')을 인쇄할 수 있는 모든 종류의 기판일 수 있다.
권선패턴들(200a, 200b, 200a', 200b')은 제1기판(100)과 제2기판(100')의 상면과 하면 중 적어도 일 면 위에 인쇄된 것일 수 있다.
구체적으로, 제1권선패턴(200a)과 제2권선패턴(200b)은 제1기판(100)의 일 면에 인쇄되고, 제2권선패턴(200b) 위에 배치된 제3권선패턴(200b')과 제1권선패턴(200a) 위에 배치된 제4권선패턴(200a')은 제2기판(100')의 일면에 인쇄될 수 있다.
권선패턴들(200a, 200b, 200a', 200b') 각각은 나선형 구조를 가지며, 양 끝에 제1단자(210a)와 제2단자(220a)를 갖는다. 나선형 구조의 권선패턴들(200a, 200b, 200a', 200b')은 제1기판(100)과 제2기판(100')의 일 면 위에 시계방향으로 인쇄된 것일 수 있다. 여기서 권선패턴들(200a, 200b, 200a', 200b')은 시계방향으로 한정하는 것은 아니며, 반 시계방향으로도 인쇄될 수 있다.
권선패턴들(200a, 200b, 200a', 200b')은 전도성 와이어(300)와 스위치들(400b, 400b', 400e, 400f)을 통해 전기적으로 연결될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이 전도성 와이어(300)만으로도 전기적으로 연결될 수도 있다.
제1기판(100)의 권선패턴들(200a, 200b)과 제2기판(100')의 권선패턴들(200a', 200b')은 서로 다른 평면 상에 배치되지만, 스위치들(400b, 400b', 400e, 400f)의 온(on)/오프(off)를 조절하여 직/병렬로 연결될 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명하도록 한다.
제1스위치(400e)의 온(on)/오프(off)조절로 제1권선패턴(200a)과 제4권선패턴(200a')은 직렬 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1스위치(400e)가 온(on)되면 제1권선패턴(200a)과 제4권선패턴(200a')이 서로 전기적으로 연결되므로, 제1권선패턴(200a)과 제4권선패턴(200a')은 직렬로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제3스위치(400f)가 온(on)되면, 제2권선패턴(200b)과 제3권선패턴(200b')은 직렬로 연결될 수 있다.
제1 및 제2스위치들(400e, 400b)의 온(on)/오프(off)조절로 제2권선패턴(200b)과 제4권선패턴(200a')은 병렬 연결될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 및 제2스위치(400e, 400b)가 온(on)되면 제1권선패턴(200a)은 제2권선패턴(200b)뿐만 아니라 제4권선패턴(200a')과도 동시에 전기적으로 연결되므로, 제2권선패턴(200b)과 제4권선패턴(200a')은 병렬로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제2권선패턴(200b)과 제4권선패턴(200a')은 제3 및 제4스위치(400f, 400b')가 온(on)되면, 제2권선패턴(200b)과 제4권선패턴들(200a')은 병렬로 연결될 수 있다.
이와 같이, 제3실시 예에 따르면, 스위치들(400b, 400b', 400e, 400f)의 온(on)/오프(off)에 의해서 권선패턴들(200a, 200b, 200a', 200b')은 다양한 형태의 직/병렬로 연결될 수 있다. 따라서, 제3실시 예에 따른 인덕터는 서로 다른 기판(100, 100')의 권선패턴들(200a, 200b, 200a', 200b')을 스위치들(400b, 400b', 400e, 400f)의 온(on)/오프(off)에 의해서 간단히 직/병렬로 연결될 수 있다는 이점이 있다.
<제4실시 예>
도4는 제4실시 예에 따른 인덕터이다.
도4에 도시된 인덕터를 구성하는 구성요소들 중, 도2 및 도3에 도시된 인덕터를 구성하는 구성요소들과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 사용하였다. 따라서, 기판들(100, 100'), 권선패턴들(200a, 200b, 200d, 200a', 200b', 200c', 200d'), 전도성 와이어(300) 및 스위치들(400a, 400b, 400c, 400e, 400f, 400a', 400b', 400c', 400d')에 대한 설명은 앞서 설명한 것으로 대체한다.
제1기판(100)에는 권선패턴들(200a, 200b, 200d)이 배치되고, 제1기판(100)위에 배치된 제2기판(100')에는 권선패턴들(200a', 200b', 200c', 200d')이 배치될 수 있다. 제1 및 제2기판(100, 100')에서의 권선패턴들(200a, …, 200d')은 각각의 스위치들(400a, …, 400d')로 연결될 수 있다.
권선패턴들(200a, …, 200d')은 스위치들(400a, …, 400d')의 온(on)/오프(off)에 의해서 직/ 병렬로 연결될 수 있다.
권선패턴들(200a, …, 200d')은 모두 전도성 와이어(300) 및 스위치들(400a, …, 400d')을 통해 직/병렬로 연결될 수도 있고, 다른 권선패턴들과 연결되지 않고 독립적일 수 있다. 구체적으로, 제1기판(100)의 제1 및 제2권선패턴(200a, 200b)과 제2기판(100')의 제2권선패턴(200b')은 스위치들(400b, 400f)이 온(on)되면 직렬 연결될 수 있다. 동시에 제2기판(100')의 제1 및 제4권선패턴(200a', 200d')은 스위치(400a')가 온(on)되면 병렬 연결될 수 있다. 이때, 제2기판(100')의 제3권선패턴(200c')은 다른 권선패턴들과 연결되지 않고 독립적이다. 여기서, 권선패턴들(200a, …, 200d')의 연결은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 임의로 연결한 것일 뿐, 권선패턴들(200a, …, 200d')의 연결을 한정하는 것은 아니다.
이들 중, 스위치들(400b, 400f)에 의해서 직렬로 연결된 권선패턴들(200a, 200b, 200b')은 가장 높은 인덕턴스 값(L1)을 갖게 되고, 스위치(400a')에 의해서 병렬로 연결된 권선패턴들(200a', 200d')은 제2기판(100')의 제3권선패턴(200c')의 인덕턴스 값(L2)보다 작은 인덕턴스 값(L3)을 갖게 된다. 따라서, 제1 및 제2기판들(100, 100')은 3개의 서로 다른 인덕턴스 값(L1, L2, L3)을 갖게 되는데, 이 3개의 인덕턴스 값(L1, L2, L3)의 크기는 L1>L2>L3의 식으로 정리할 수 있다.
이와 같이, 제4실시 예에 따른 인덕터는 스위치들(400a, …, 400d')의 온(on)/오프(off)에 의해서 권선패턴들(200a, …, 200d')을 직/병렬로 연결하여 동시에 3개의 인덕턴스 값을 가지게 된다. 따라서, 제4실시 예에 따른 인덕터는 다수의 인덕턴스 값을 조절할 수 있으므로, 인덕턴스 값을 조절하여 데이터 전송속도, 전송거리, 전력 전달 효율, 에너지 소모 효율 등을 조절할 수 있는 이점이 있다.
도5는 도2에 도시된 제2실시 예에 따른 인덕터를 송신기와 수신기에 각각 적용시킨 경우를 보여주는 도면이다.
도5를 참조하면, 도2에 도시된 인덕터가 적용된 송신기와 수신기는 인덕티브 커플링 방식으로 연결될 수 있다. 여기서, 인덕티브 커플링 방식이란 하나의 회로에서 다른 회로로 전력을 이송하기 위하여 두 회로를 결합하는 경우 자력선의 매개로 전자적으로 결합하는 방식을 의미한다.
송신기는 미리 마련된 제1기판의 일 평면 상에 배치된 제1 내지 제3권선패턴(200e, 200f, 200g)과 제1 내지 제3권선패턴(200e, 200f, 200g)을 전기적으로 연결시키는 스위치들을 포함할 수 있고, 수신기는 미리 마련된 제2 기판의 일 평면 상에 배치된 제4 내지 제6권선패턴(200e', 200f', 200g')과 제4 내지 제6권선패턴(200e', 200f', 200g')을 전기적으로 연결시키는 스위치들을 포함할 수 있다.
송신기의 스위치들과 수신기의 스위치들의 온/오프에 의해서, 송신기와 수신기는 다중 채널로 동작할 수도 있고, 단일 채널로 동작할 수도 있다. 이하에서 구체적으로 설명하도록 한다.
송신기와 수신기가 다중 채널로 동작하는 경우가 도5의 좌측에 도시되어 있다. 구체적으로, 송신기의 스위치들이 전부 오프되고, 수신기의 스위치들도 전부 오프되면, 송신기와 수신기는 3개의 다중 채널로 동작할 수 있다.
송신기와 수신기가 단일 채널로 연결되는 경우가 도5의 우측에 도시되어 있다. 구체적으로, 송신기의 스위치들이 전부 온되고, 수신기의 스위치들도 전부 온되면, 송신기와 수신기는 단일 채널로 동작할 수 있다.
송신기와 수신기가 단일 채널로 동작하는 경우가 다중 채널로 동작하는 경우보다 전체 인덕턴스 값이 크기 때문에, 단일 채널로 동작하는 경우가 다중 채널로 동작하는 경우보다 통신 속도가 고속인 장점이 있다. 반면에, 다중 채널로 동작하는 경우는 단일 채널로 동작하는 경우보다 통신 속도는 낮지만 효율이 높은 장점이 있다. 효율과 속도는 트레이드 오프 관계에 있으므로, 사용자 또는 설계자가 원하는 효율과 속도를 고려할 수 있다.
이와 같이, 도2에 도시된 제2실시 예에 따른 인덕터를 인덕티브 커플링 방식으로 연결된 송신기와 수신기에 적용하면, 효율이 높은 다중 채널 또는 고속의 단일 채널로 동작하는 송신기와 수신기를 얻을 수 있다.
도6은 도3에 도시된 제3실시 예에 따른 인덕터를 송신기와 수신기에 각각 적용시킨 경우를 보여주는 도면이다.
도6을 참조하면, 도3에 도시된 인덕터가 적용된 송신기와 수신기는 인덕티브 커플링 방식으로 연결될 수 있다.
송신기는 적층된 3개의 기판들 각각에 배치된 제1 내지 제3권선패턴(200e, 200e', 200e")과, 제1 내지 제3권선패턴(200e, 200e', 200e")을 전기적으로 연결시키는 스위치들을 포함한다. 여기서, 제1권선패턴(200e)은 상기 3개의 기판들 중 제일 아래에 배치된 기판에 배치되고, 제2권선패턴(200e')은 중간 기판에 배치되고, 제3권선패턴(200e")은 가장 위에 배치된 기판에 배치된다.
수신기는 적층된 3개의 기판들 각각에 배치된 제4 내지 제6권선패턴(200e-1, 200e'-1, 200e"-1)과 제4 내지 제6권선패턴(200e-1, 200e'-1, 200e"-1)을 전기적으로 연결시키는 스위치들을 포함할 수 있다. 여기서, 제4권선패턴(200e"-1)은 상기 3개의 기판들 중 제일 아래에 배치된 기판에 배치되고, 제5권선패턴(200e'-1)은 중간 기판에 배치되고, 제6권선패턴(200e-1)은 가장 위에 배치된 기판에 배치된다.
송신기의 스위치들과 수신기의 스위치들의 온/오프에 의해서, 송신기와 수신기 사이의 통신 속도가 달라질 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명하도록 한다.
송신기와 수신기가 기본 속도로 통신하는 경우가 좌측에 도시되어 있고, 송신기와 수신기가 고속으로 통신하는 경우가 중간에 도시되어 있으며, 송신기와 수신기가 초고속으로 통신하는 경우가 우측에 도시되어 있다. 더 나아가 기판을 3개 이상 사용할 경우, 복수의 기판들 각각에 배치된 권선패턴들이 스위치들을 통해 연결되면 될수록, 전체 인덕턴스 값이 증가하므로, 통신 속도, 전송 거리, 전력 전달 효율 및 에너지 소모 효율 등이 향상될 수 있다.
이와 같이, 도3에 도시된 제3실시 예에 따른 인덕터를 인덕티브 커플링 방식으로 연결된 송신기와 수신기에 적용하면, 사용자 또는 설계자가 원하는 통신 속도를 조절할 수 있다.
도7은 도4에 도시된 제4실시 예에 따른 인덕터를 송신기와 수신기에 각각 적용시킨 경우를 보여주는 도면이다.
도7을 참조하면, 도4에 도시된 인덕터가 적용된 송신기와 수신기는 인덕티브 커플링 방식으로 연결될 수 있다.
송신기는 적층된 3개의 기판들과, 3개 기판들 각각의 일 평면 위에 3개씩 총 9개가 권선패턴들(200a, 200a', 200a", 200b, 200b' 200b", 200c, 200c', 200c") 및 권선패턴들(200a, 200a', 200a", 200b, 200b' 200b", 200c, 200c', 200c")을 전기적으로 연결하는 스위치들을 포함할 수 있다.
수신기는 적층된 3개의 기판들과, 3개 기판들 각각의 일 평면 위에 3개씩 총 9개가 배치된 권선패턴들(200a-1, 200a'-1, 200a"-1, 200b-1, 200b'-1, 200b"-1, 200c-1, 200c'-1, 200c"-1) 및 권선패턴들(200a-1, 200a'-1, 200a"-1, 200b-1, 200b'-1, 200b"-1, 200c-1, 200c'-1, 200c"-1)을 전기적으로 연결하는 스위치들을 포함할 수 있다.
송신기와 수신기의 권선패턴들(200a, …, 200c"-1)은 동일 평면과 서로 다른 평면에서도 스위치들을 통해 전기적으로 연결되어, 송신기와 수신기 각각이 높은 인덕턴스 값을 갖거나, 송신기와 수신기가 다중 채널로 동작을 할 수 있다.
구체적으로, 송신기에서, 제1동일 평면에 배치된 권선패턴들(200a, 200b, 200c)과 제2동일 평면 상에 배치된 권선패턴들(200a', 200b', 200c') 및 제3동일 평면 상에 배치된 권선패턴들(200a", 200b", 200c")은 스위치들의 온/오프에 의해서 직렬 연결된다. 따라서, 송신기의 모든 권선패턴들(200a, …, 200c")은 직렬 연결되기 때문에, 전체 인덕턴스 값은 권선패턴들(200a, …, 200c") 각각의 인덕턴스 값을 합한 만큼 증가한다.
수신기는 각 기판의 권선패턴들(200a-1, 200a'-1, 200a"-1)은 스위치들의 온/오프에 의해서 제1채널을 가질 수 있고, 각 기판의 다른 권선패턴들(200c-1, 200c'-1, 200c"-1)도 스위치들의 온/오프에 의해서 제2채널을 가질 수 있다. 따라서, 수신기는 제1채널과 제2채널을 함께 갖는 다중 채널로 동작할 수 있다.
송신기와 수신기의 스위치들의 온/오프에 의해서, 권선패턴들(200a,…, 200c"-1)의 전기적 연결은 도7과 같이 연결될 수 있으나, 하나의 일 예일뿐 도7에 도시된 바와 같은 연결로 한정하는 것은 아니다. 구체적으로, 권선패턴들(200a, …, 200c"-1)은 도7과 같이 직렬로만 연결될 수 있고, 병렬로 연결될 수도 있다. 또한 직렬과 병렬을 조합하여 연결될 수도 있다.
이와 같이, 송신기와 수신기의 권선패턴들(200a, …, 200c"-1)의 연결을 통해 전체 인덕턴스 값을 높일 수 있다. 또한, 다중 채널을 구현하여 복잡한 채널 구조에서의 효율을 높일 수 있다.
도8은 도4에 도시된 제4실시 예에 따른 인덕터를 송신기와 수신기에 각각 실제로 적용시킨 경우를 보여주는 도면이다.
송신기와 수신기의 n개의 기판들은 PCB 또는 직물 기판일 수 있고, 다른 것일 수도 있다. n개의 기판들은 부피에 맞게 적층될 수 있으며, 적층되는 기판의 개수는 필요한 양에 따라 달라질 수 있다. n개의 기판들에 배치된 권선패턴들은 스위치를 통해 연결 또는 비 연결된다. 여기서, 스위치는 설계 시에 온/오프가 결정된 것일 수도 있고, 외부에서 온/오프가 제어될 수도 있다.
도1 내지 도8에 도시된 본 발명의 실시 예들에 따른 인덕터는, 기판의 일 평면 위에 복수개의 권선패턴들이 평면간 연결 또는/및 층간 연결되므로, 인덕턴스 값을 크게 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 세밀하게 조절할 수 있다.
또한, 권선패턴들을 전기적으로 연결하는 스위치의 제어를 통해, 원하는 인덕턴스 값을 설계할 수 있고, 단일 채널뿐만 아니라 다중 채널도 구현하여 기존의 단일 채널의 한계를 극복할 수 있다. 따라서, 복잡한 인덕터의 설계에 용이하고, 채널특성을 광범위하게 변화시킬 수 있으며 여러 통신 상황에 적용 가능하다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 기판
200a, 200b, 200c, 200d: 권선패턴
300: 전도성 와이어
400a, 400b, 400c, 400d: 스위치

Claims (21)

  1. 일면을 갖는 기판;
    상기 기판의 일면에 인쇄되고, 서로 이격되도록 배치된 제1 및 제2권선패턴;
    상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴을 전기적으로 연결하는 전도성 와이어; 및
    상기 전도성 와이어의 일 부분에 배치된 스위치; 를 포함하고,
    상기 스위치가 오프(off)되면, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 서로 다른 채널을 구성하는, 인덕터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 상기 스위치에 의해 직렬 연결된, 인덕터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 상기 스위치에 의해 병렬 연결된, 인덕터.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스위치가 온(on)되면, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 직렬 또는 병렬로 연결되고, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 단일 채널을 구성하는, 인덕터.
  6. 삭제
  7. 일면을 갖는 기판;
    상기 기판의 일면에 인쇄되고, 서로 소정 간격 이격되어 배치된 제1 및 제2권선패턴; 및
    상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴 사이에 배치된 스위치; 를 포함하고,
    상기 스위치가 오프(off)되면, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 서로 다른 채널을 구성하는, 인덕터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스위치가 온(on)되면, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 직렬 또는 병렬로 연결되고, 상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴은 단일 채널을 구성하는, 인덕터.
  9. 삭제
  10. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴의 인쇄 형상은 동일한, 인덕터.
  11. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1권선패턴과 상기 제2권선패턴의 인쇄 형상은 서로 다른, 인덕터.
  12. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 직물 기판인, 인덕터.
  13. 제1기판;
    상기 제1기판의 상면 상에 적층된 제2기판;
    상기 제1기판의 상면에 인쇄된 제1 및 제2권선패턴;
    상기 제2기판의 상면에 인쇄된 제3 및 제4권선패턴;
    상기 제1 및 제2권선패턴 사이에 배치된 제1스위치; 및
    상기 제1 및 제4권선패턴 사이에 배치된 제2스위치; 를 포함하고,
    상기 제1 및 제2스위치가 오프(off)되면, 상기 제1 내지 제4권선패턴 중 적어도 하나는 서로 다른 채널을 구성하는, 인덕터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4권선패턴들 중 적어도 둘 이상은 전기적으로 연결되어 하나의 채널을 구성하는, 인덕터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 내지 제4권선패턴 중 적어도 둘 이상을 전기적으로 연결하는 전도성 와이어를 더 포함하는, 인덕터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전도성 와이어에 의해, 상기 제2 내지 제4권선패턴은 직렬 또는 병렬로 연결되는, 인덕터.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제2 및 제3권선패턴 사이에 배치된 제3스위치; 및
    상기 제3 및 제4권선패턴 사이에 배치된 제4스위치; 를 더 포함하는, 인덕터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4스위치 중 하나 이상이 온(on)되면,
    상기 온(on)된 스위치들에 의해 전기적으로 연결되는 권선패턴들은 하나의 채널을 구성하는, 인덕터.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4권선패턴의 인쇄 형상은 동일한, 인덕터.
  20. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4권선패턴의 인쇄 형상은 서로 다른, 인덕터.
  21. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2기판은 직물 기판인, 인덕터.
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KR20070028926A (ko) * 2005-09-08 2007-03-13 삼성전자주식회사 가변 인덕터
KR20100054217A (ko) * 2008-11-14 2010-05-25 한국과학기술원 적층 구조의 직물형 인덕터

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